JP3402560B2 - ポリエステル樹脂製シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に照明器具のカ
バー、採光窓などの照明器具の構成部品に好適な光拡散
性を有するポリエステル樹脂製シートに関するものであ
る。すなわち、本シート及びその成型品は光源である蛍
光灯や電球、ランプ等から放射される光を一様に拡散し
て、直接光源の形状が見える事を防ぐと同時に、光の透
過性が良好なため効率的な照明が可能である。また、材
料自体の成形性、取り扱い性、耐熱性に優れているの
で、照明器具デザインの自由度や使用分野を広げ、材料
と工程の両面でのコストダウンもはかることが可能とな
る。加えて、用いられるポリエステル樹脂はリサイクル
が可能なものであり、かつ燃焼時に有害ガスの発生や著
しい黒煙の発生もなく燃焼カロリーも木材並のため燃焼
炉を傷める事もなく環境適性にも優れている。このよう
に、本発明は耐熱性、光拡散性、成形加工性、廃棄時の
環境適正等に優れたポリエステル樹脂製シートおよび成
形品を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、照明器具のカバー どにはポリメ
チルメタクリレート系樹脂（以下、ＰＭＭＡ樹脂とい
う）組成物からなる射出成型品や真空成型品等が用いら
れている。しかしながら、ＰＭＭＡ樹脂は比較的硬くて
脆いという性質がある。特に薄肉化すると衝撃により割
れやすく、薄肉でのデザインや軽量化によるコストダウ
ンが難しいという問題があった。また、ＰＭＭＡ樹脂の
板から目的とする形状に成形加工する場合には比較的長
い成形サイクル時間を必要とし、更に製品部分を切り出
す際には別に切断工程が必要であり、その際に発生する
切り粉の除去作業なども含めると仕上がりまでに手間が
かかるなどの問題点があり生産コストを押し上げるた
め、トータルコストの低い材料が望まれていた。

【０００３】ポリエステル系の樹脂をフィルムやシート
の形として使う場合には、各種の光拡散剤を添加したり
粗面のロールを用いたりして表面を粗面化し光拡散性を
持たせる事がなされてきた。ただし、光拡散剤を練り込
む方法においてはポリエステル系の樹脂、なかでも本質
的に結晶性であるポリエチレンテレフタレート樹脂（以
下ＰＥＴ樹脂という）の場合には、一般に用いられる無
機物粒子の様な光拡散剤が結晶化核剤としても作用し、
かつそれらのものだけで充分な光拡散性を持たせようと
すると多量に添加する必要があり、成形時やその後の成
形品の使用される環境条件によっては結晶化が進み易く
なり、結果的に光学特性や寸法が変化するという問題、
照明が暗くなるといった問題、更に用途によっては耐熱
性が不足しているので使用アイテムが限られる等の問題
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、照明器
具カバーなどを軽量化する場合にＰＭＭＡ樹脂の薄肉化
では耐衝撃性が弱く成形加工も比較的長時間が必要で後
処理にも手間がかかり結果的に原料価格、加工性の両面
から照明器具のコストダウンは困難である。それに対し
て代替材料として透明性に優れ、ＰＭＭＡ樹脂より衝撃
強度が良く薄肉化や成形サイクルアップや簡略化による
コストダウンが可能である点でＰＥＴ樹脂が選ばれる。
すなわち、従来のＰＭＭＡ樹脂のカット板の単発成形、
ＮＣルータ切断、切り粉処理、集積といった手作業か
ら、一般のシート成形である連続巻シートからの連続成
形と打ち抜き、集積の自動化も可能となり大幅なコスト
ダウンが可能となる。ただし、ＰＥＴ樹脂などのポリエ
ステル樹脂は本来結晶性樹脂であるため結晶化を早める
核剤効果がある物質が多量に混入すると成形時に白化し
たり成型品が脆くなり易いといった問題がある。

【０００５】光拡散効果を出すためには特定の無機物や
有機物を添加する特許はＰＭＭＡ樹脂製の板等で各種な
されているが、ＰＥＴ樹脂の場合には以上の様な物質を
光拡散性能を向上すべく加えても前述の結晶化の問題が
発生し最終的に十分な光拡散性や強度バランスを備えた
ものを得る事は困難であった。また、一般に光拡散剤を
多く添加すると全体的に光の透過量が減少するため照明
が暗くなりエネルギー的にも効率が悪く好ましくないと
いった問題もあった。更に未延伸のＰＥＴ樹脂シートで
はガラス転移温度が７０〜８０℃程度であるため発熱量
の多い照明器具カバーや設置環境によっては使えないな
どの問題があった。本発明はこれらの問題を解決しよう
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ＰＥＴ樹脂での照明器具
カバーなどに用いられる光拡散シートにあるこれらの問
題点を解決するため発明者らは鋭意検討を重ねた結果、
以下の特定の配合におけるシート表面処理条件によりポ
リエステル系樹脂本来の優れた性質を著しく損なう事な
く光拡散性のあるポリエステル樹脂製シートを発明する
に至った。以下、詳細に本発明を説明する。

【０００７】本発明のポリエステル樹脂製シートは酸成
分のナフタレンジカルボン酸成分が５重量％〜２５重量
％であるナフタレンジカルボン酸含有ポリエチレンテレ
フタレート樹脂９９．９重量％〜９８重量％と光拡散剤
０．１〜２重量部からなるシートであり、該シートの少
なくとも片面に、その全光線透過率が２０％〜９０％、
かつ拡散透過率が２０％〜７０％となるように艶消し加
工を施したポリエステル樹脂製シートおよびそれよりな
る成形品である。

【０００８】本発明で用いられるポリエステル樹脂は、
グリコール成分が主としてエチレングリコール、酸成分
が主としてテレフタル酸と２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸（ＮＤＣという）からなるＮＤＣ含有ポリエチレン
テレフタレート樹脂（以下ＮＤＣ含有ＰＥＴ樹脂とい
う）であり、ＮＤＣ成分が酸成分全体の重量比で５重量
％〜２５重量％であるものが好ましい。５重量％未満で
は耐熱性が不十分であり、２５重量％を越えると耐衝撃
性の低下があり好ましくない。

【０００９】ＮＤＣ成分は、予めＮＤＣが共重合成分と
してコポリマーとなっている原料ペレットを直接単軸や
２軸の押出機でシートにする方法、ＮＤＣ濃度が高いホ
モのポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ樹脂）やコ
ポリマーとＰＥＴ樹脂をブレンド後に２軸押出機などで
溶融混合しいったんリペレットしたものを更に押出機で
シートにする方法、リペレットせずにＰＥＮ樹脂とＰＥ
Ｔ樹脂のブレンド物を２軸押出機などで直接溶融混練り
しシートにする方法のいずれでも良い。

【００１０】この他、共重合モノマーとして、グリコー
ル成分ならばジエチレングリコール、１，４−テトラメ
チレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノー
ル、ヘプタメチレングリコールを、ジカルボン酸成分な
らば、イソフタル酸、アジピン酸等をモノマーとして一
部を置き換えて使用する事も出来る。また、耐熱性や耐
候性、加工性、風合いを改良する目的で、ポリアリレー
ト樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタ
レート樹脂、ポリエステル系エラストマー、ポリスチレ
ン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂等を少量
添加する事もできる。

【００１１】本発明に用いられる光拡散剤は炭酸カルシ
ウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、珪酸塩、二酸
化珪素、硫化亜鉛、シリコ−ンゴム等から選ばれるか、
あるいはそれらを併用した光拡散剤を用いる事が可能で
ある。光拡散剤の添加量は２重量％以下が望ましい。２
重量％を越えると全光透過率が著しく低下してしまい照
明が暗い感じとなり望ましくない。また、光拡散剤は
０．１％以上が望ましく、０．１％未満でも成形品の肉
厚が充分にあれば表面加工によっては光源の形がわから
なくなるという点での効果は得られるが、２次成形後に
肉厚が部分的に薄くなるケースを考慮すれば少なくとも
０．１％以上添加される事が望ましい。また、本シート
には必要に応じて顔料、染料、蛍光増白剤、分散剤、安
定剤、紫外線吸収剤、エネルギー消光剤、帯電防止剤、
酸化防止剤、熱安定剤、滑剤等を適宜添加する事も可能
である。本発明のシートの厚さは０．１ｍｍ〜１．５ｍ
ｍが好適であり、更には０．２ｍｍ〜１．０ｍｍが好ま
しい。

【００１２】本発明によるＰＥＴ樹脂製シートの少なく
とも片面には艶消しを施すが、艶消し加工処理は予め表
面を凹凸形状のあるロールにより、ダイス口から出た樹
脂を直ちにシート状に急冷固化させると同時にロール面
の凹凸形状を転写させ艶消し加工を施す方法、両面が艶
面となるようにメッキ金属ロールで作って一旦ロール状
に巻取ってシート製品とした後で、再度表面を加熱し、
凹凸形状のあるロール間にシート通してシート表面に凹
凸形状を施す方法等あるがそのどちらでも可能である。
ロールの凹凸形状や材質は特に限定するものではない
が、金属ロールの場合、一般に格子状、角錘状、台形
状、絹目調、カップ状等の各種彫刻を施した物、サンド
ブラスト処理されたもの等が使用出来、凹凸の深さ、ピ
ッチは５μ〜１００μの範囲が望ましく、更に望ましく
は２０〜４０μｍ程度のものが風合い的にも表面強度的
にも望ましい。

【００１３】以上の様な方法に用いられる凹凸表面のあ
るロール類の材質は金属、ゴム、熱硬化性樹脂、熱可塑
性樹脂など多種の材質から選ぶ事ができるが、使用され
るポリエステル樹脂の加工温度に充分耐えられる程度の
耐熱性を有したものが望ましく一般に金属、シリコンゴ
ム、熱硬化性樹脂等が望ましい。ロールの表面温度は１
３０℃以上２００℃以下が望ましい。１３０℃未満では
２次加工時に再加熱される際に艶戻りが起きて効果がな
くなり、２００℃以上ではロールにシートが粘着し巻き
付いたり、シートの冷却が不足しシートに反りが起きる
等があり好ましくない。

【００１４】本発明のシートの全光線透過率は２０％〜
９０％、かつ拡散透過率が２０％〜７０％が好ましい。
更に好ましい全光線透過率の範囲は４０％〜９０％であ
る。全光線透過率が２０％より低いと照明が暗くなる。
全光線透過率が９０％を越えたり、拡散透過率が２０％
より低いと電球等の形状が見えてしまう。全光線透過率
と拡散透過率が前述の範囲内にあるシートは光源である
蛍光灯や電球等から放射される光を均一に拡散して光源
の形状が見える事を防ぐが、全体的な光の透過性は比較
的良好であるため効率的な照明が可能である。本シート
はまた、成形性をはじめ取り扱い性が優れているので、
特に照明器具用途の場合にデザインの自由度を広げ、材
料と工程の両面でのコストダウンもはかれるポリエステ
ル樹脂製シート材料を提供するものである。加えて、用
いられるポリエステル樹脂はリサイクルが可能なもので
あり、かつ燃焼時に有害ガスの発生や著しい黒煙の発生
もなく燃焼カロリーも木材並のため燃焼炉を傷める事も
なく、かつ必要に応じて有害紫外線吸収性能も兼ね備え
る等、自然や人体に対する環境適性にも優れている。以
上のように、本発明は光拡散性、成形加工性、廃棄時の
環境適正等に優れたポリエステル樹脂製シートを提供す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。（評価方法）シート及び成形品の物性測定は、環境
条件２３℃、５０％湿度にて次の様に測定した。 （１）全光線透過率、拡散透過率 各実施例、比較例のシートから測定用のサンプルを切り
出し、日本電色工業社製濁度計を用いＪＩＳ Ｋ−７１
０５に準拠して測定した。 （２）耐衝撃性 デュポン式衝撃試験機（東洋精機製）にて荷重５００ｇ
及び１ｋｇ、１／２インチ半球状の撃芯と受け台にて行
い、ＪＩＳＫ−７２１１に準じ５０％破壊エネルギー
（単位：Ｊ）を計算した。なお、片面艶消しシートでは
艶消し面を撃芯側、鏡面側を受け側として試験した。 （３）耐熱性 単発真空成形機（浅野研究所社製FK-0431-10）にてシー
ト表面温度１３０℃の条件で、縦１５０ｍｍ×横１２０
ｍｍ×深さ３０ｍｍの成形品を作成し、オーブン（ヤマ
ト科学社製ＤＨ６２）中でそれぞれ設定温度６５℃、７
０℃、７５℃で１４８時間熱処理し変形度合いを下記の
基準で評価した。 ○：変形なし。 △：若干変形する ×：著しく変形する。

【００１６】（実施例１）予めＰＥＴ樹脂（イーストマ
ン社製ＰＥＴ９９２１）９０重量％と炭酸カルシウム１
０重量％を押出温度２６０〜２８０℃で溶融混練りした
マスターバッチ５重量％とＮＤＣ含有ＰＥＴ樹脂（鮮京
インダストリー社製９５０８Ａ；ＮＤＣ含量１０重量
％）９５重量％を配合し、酸成分中のＮＤＣ含量を９．
５％としたものを６５ミリ押出機にて押出温度２６０〜
３００℃で押し出し、押出溶融物をシリコンゴムロール
のタッチロール面と金属鏡面チルロール面との間で冷却
固化し片面を艶消し処理した厚み０．８ｍｍのシートを
得た。このものの全光透過率は４６％、拡散透過率は４
５％であり、シートを光源に透かして見た時の実用的な
光源形状の隠蔽性も充分あった。また、デュポン衝撃強
度は５．０Ｊあり耐衝撃性も十分に備えていた。

【００１７】更にこの片面艶消しシートを艶消し処理面
と反対面が型と接触するように単発真空成形機にてシー
ト加熱条件１３０℃で真空成形し縦１００ｍｍ×横８０
ｍｍ×深さ２０ｍｍの角型の成形品を得た。このものを
ギアオーブン中にてそれぞれ温度６５℃、７０℃、７５
℃にて１６８時間熱処理したところいずれの条件におい
ても変形することなく良好な耐熱性を有していた。

【００１８】

【表１】

【００１９】（比較例１）ＮＤＣ含有ＰＥＴ樹脂をＮＤ
Ｃ含量８７重量％（鮮京インダストリー社製ＰＥＮ９５
０８Ｂ）とした以外は実施例１と同様にシートを作成し
た。酸成分中のＮＤＣ含量は８３重量％であった。全光
透過率、拡散透過率、耐熱性とも良好であるが衝撃強度
が１．２Ｊと悪く実用的ではなかった。

【００２０】（実施例２）ＰＥＮ樹脂（帝人製ＴＮ８０
５０、ＰＥＮホモポリマー）１０重量％、ＰＥＴ樹脂
（イーストマン製９９２１）９０重量％の材料をそれぞ
れ水分量５０ｐｐｍ以下となるように乾燥後にブレンド
し押出機にて押出温度２６０〜３００℃で押出しペレッ
トを一旦作成した。このペレット９５重量％と、ＰＥＴ
樹脂７０重量％と炭酸カルシウム３０重量％を予め実施
例１と同様に作成しておいたマスターバッチ５重量％を
ブレンドし６５ミリ押出機にて両面光沢の厚み０．８ｍ
ｍのシートを作成した。このものを更に２００メッシュ
のサンドブラスト処理した艶消しロールと硬度９０度の
ゴムロールの間に通し、ロール温度１５０℃、線圧１３
０ｋｇ／ｃｍで処理し片面艶消しのシートを得た。光拡
散性は良く、耐衝撃性もあり７５℃×１６８時間での耐
熱性も問題なかった。

【００２１】（実施例３）ＰＥＮ樹脂の配合量を２０重
量％とした以外は実施例２と同様にシートを作成した。
光拡散性は良く、耐衝撃性もあり７５℃×１６８時間で
の耐熱性も問題なかった。

【００２２】（比較例２）ＰＥＮ樹脂の配合量を５０重
量％とした以外は実施例３と同様にシートを作成した。
このシートは耐熱性は充分にある反面、脆く割れやすく
なりあまり実用的とはいえなかった。

【００２３】（比較例３）ＰＥＮ樹脂を全く用いずＰＥ
Ｔ樹脂のみで他は実施例１と同様のシート及び成形品を
評価した。衝撃強さはあるが耐熱性がなく６５℃×１６
８時間でも変形がみられた。

【００２４】（比較例４）ＰＥＮ樹脂のみで光拡散剤も
用いず他は実施例１同様にシート及び成形品を評価し
た。耐熱性は良いが衝撃強さがなく実用性はなかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明のシート及びその成型品は光を均
一に拡散して光源の形状が見える事を防ぐと共に光の透
過性は比較的良好であるため効率的な照明が可能であ
る。また、成形性に優れる。用いられるポリエステル樹
脂はリサイクルが可能なものであり、環境適性にも優れ
ている。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 (56)参考文献 特開 平７−300551（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86764（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43448（ＪＰ，Ａ) 特許3369848（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 5/18 B29C 59/00 B29C 59/04 F21V 1/22 C08L 67/00 - 67/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸成分中のナフタレンジカルボン酸成分
   が５重量％〜２５重量％であるナフタレンジカルボン酸
   含有ポリエチレンテレフタレート樹脂９９．９重量％〜
   ９８重量％と光拡散剤０．１〜２重量％からなるポリエ
   ステル樹脂製シートであって、少なくともその片面に全
   光線透過率が２０％〜９０％、かつ拡散透過率が２０％
   〜７０％となるように凹凸形状のあるロールにより艶消
   し加工したことを特徴とするポリエステル樹脂製シー
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１で全光線透過率が４０％〜９０
   ％であるポリエステル樹脂製シート。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２のポリエステル
   樹脂製シートよりなる成形品。